Tonbandgerät

Ein Tonbandgerät dient der analogen Tonaufzeichnung auf Tonbandmaterial. Letzteres besteht aus dünnem Kunststoff als Trägermaterial, das mit einer magnetisierbaren Schicht mit Eisen-, Eisenoxid- und/oder Chromoxidkristallen beschichtet ist.

Geschichte

Es gab historisch seit den 1930er Jahren zunächst nur Spulentonbandgeräte, die mit losem Bandmaterial arbeiten. In der Anfangszeit war dies einfach Stahldraht. Im Laufe der 1930er Jahre wurden Azetat-Bänder mit einer Breite von 6,25 mm entwickelt, die auf mehr oder weniger großen Spulen aufgewickelt wurden. Diese ersten Geräte nannte man auch Vollspurgeräte, weil die ganze Bandbreite nur für eine Spur genutzt wurde. Die Bandgeschwindigkeit betrug 38 cm/s.

In den 1950er Jahren kamen dann Halbspurgeräte auf. Hierbei wird nur eine Hälfte des Bandes genutzt, und die Spule wird am Bandende gedreht; so konnte man die Spielzeit verdoppeln.

Zu Beginn der 1960er Jahre wurden Viertelspurgeräte entwickelt. Im Heimbereich sank die Bandgeschwindigkeit auf 9,5 cm/s. Diese Geräte ermöglichten die Aufzeichnung von zwei Kanälen in einer Richtung (Stereo, linker und rechter Kanal). Gleichzeitig wurden verbesserte Trägermaterialien eingesetzt (Polyester).

Mitte der 1960er Jahre wurden Mehrspurtonbandgeräte eingeführt -- zuerst 8-Spur-Geräte mit einer Bandbreite von 1 Zoll (1 Zoll=2,54 cm), in der Weiterentwicklung ging dieses bis auf 48 Spuren auf 2-Zoll-Band (5,08 cm). Hiermit war es möglich, 48 Tonquellen in Mono gleichzeitig aufzunehmen, und man hatte somit in den Studios jeder Quelle einer Spur zugeordnet. Dadurch konnte das Abmischen nachträglich geschehen und bis zur Zufriedenheit wiederholt werden. Versuche gab es auch mit bis zu 96 Spuren. Spulentonbandgeräte werden heute kaum noch im Privatbereich eingesetzt, sondern nur noch im professionellem Bereich, vor allem beim Rundfunk und in Tonstudios; aber auch dort schon mit abnehmender Tendenz.

In den 1960er Jahren kommen die Kassettengeräte auf, mit CCs, den Compact-Cassetten. Sie sind in der Handhabung deutlich bequemer und durch ihr Gehäuse 'narrensicher'. Sie arbeiten mit wesentlich schmalerem Bandmaterial (3,175 mm), was sich in der Anfangszeit sehr in schlechterer Tonqualität niederschlug, so dass diese Geräte vor allem als Diktiergeräte und weniger zur Musikaufzeichnung eingesetzt wurden. Das änderte sich rasch, vor allem als CrO₂-Bandmaterial entwickelt wurde, mit dem auch HiFi-Qualität möglich wurde. Durch den Einsatz von Rauschunterdrückungs-Systemen (Dolby, HighCom - Telefunken) konnte die Tonqualität nochmals erheblich gesteigert werden. Ebenfalls wurden neue Tonköpfe entwickelt, die eine sehr hohe Standzeit hatten (Glasferritkopf). Damit lösten die Kassettengeräte die Spulentonbandgeräte im Privatbereich ab. Heute werden auch diese Geräte immer seltener eingesetzt und von selbst gebrannten CDs, der Minidisk oder DVDs abgelöst.

Aufbau und Technik

Standardmäßig hat man links die Abwickelspule mit dem Vorrat, vorn in der Mitte die Tonköpfe (s. u.) und die Capstan-Welle (s. u.) und rechts die Aufwickelspule. Im professionellen Bereich werden auch offene Bandteller verwendet, als AEG-Spulenkern dienen so genannte Bobbies.

Zur Aufzeichnung dienen zwei Tonköpfe. Zuerst läuft das Band an einem Löschkopf vorbei, der einen relativ breiten Kopfspalt aufweist und mit Hochfrequenz weit jenseits hörbarer Frequenzen -- meist über 80 kHz -- gespeist wird. Bei billigen Geräten wurde auch schon mal mit einem Gleichfeld gelöscht, was aber die Aufnahmequalität mindert. Die eigentliche Aufzeichnung erfolgt mit einem Sprechkopf, der einen möglichst schmalen Kopfspalt aufweist. Die aufzuzeichnende Niederfrequenz bekommt noch einen gewissen Anteil an Hochfrequenz (die gleiche wie beim Löschkopf) zugemischt, um Hystereseeffekte zu vermeiden. Zur Wiedergabe dient ein Hörkopf, der eher einen etwas breiteren Kopfspalt haben sollte, um genügend Pegel und Rauschabstand zu liefern. Bei preiswerteren Geräten wird nur ein einziger Kombi-Kopf sowohl als Hör- und als Sprechkopf verwendet, der dann nach einem Kompromiss für beide Anforderungen ausgelegt wird.

Der eigentliche Bandantrieb erfolgt nicht über die Bandteller, da dies angesichts der ständigen Durchmesseränderungen der Bandwickel zu Geschwindigkeitsschwankungen führen würde. Die konstante Bandgeschwindigkeit wird durch eine senkrecht stehende, präzisonsgefertigte Stahlwelle in enger Nähe zu den Sprechköpfen gewährleistet, die einen genau festgelegten Durchmesser hat und mit hochkonstanter Drehzahl rotiert. An diese wird das Band durch eine gefederte Gummirolle angedrückt. Diese Welle nennt man Capstan-Welle. Die Bandteller sind dann nur noch dazu da, das Bandmaterial mit geringem Widerstand abzuwickeln und mit leichtem Zug auf der anderen Seite aufzuwickeln, was durch mechanische Rutschkupplungen erreicht wird. Die Bandgeschwindigkeit bei Spulentonbandgeräten beträgt 9,5 cm/s oder ein um Zweierpotenzen Vielfaches davon (19, 38, 76 cm/s) oder Bruchteile (4,75 cm/s) davon. Der Wert 4,75 cm/s wird auch bei Audiokassetten verwendet. Videokasetten laufen in Standardgeschwindigkeit etwa halb so schnell (2,39 cm/s).

Jede Bandgeschwindigkeit hat ihre spezielle optimale Entzerrung, die Emphasis genannt wird. Zu dieses Entzerrungs-Kurve gehört eine genormte Zeitkonstante. Dabei werden bei der Aufnahme hohe Frequenzen angehoben Preemphasis, die bei der Wiedergabe im gleichen Verhältnis als Deemphasis wieder abgesenkt werden.